ESTA É SUA GALÁXIA: NOVOS DADOS POSSIBILITAM AOS ASTRÔNOMOS EXPLORAR O LADO OCULTO DA VIA LÁCTEA

31 de julho de 2013 | LIneA

Hoje, astrônomos do consórcio Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III) lançaram um novo banco de dados público que contém dados para 60000 estrelas, os quais ajudam a contar a história de como a Via Láctea se formou. O destaque do “Data Release 10” marcado para hoje é um novo conjunto de espectros estelares de alta resolução — medições da quantidade de luz emitida por uma estrela em cada frequência eletromagnética — na luz infravermelha, invisível aos olhos humanos mas capaz de penetrar o véu de poeira que obscurece o centro da Galáxia. “Esta é a mais abrangente coleção de espectros estelares no infravermelho jamais produzida,” disse Steven Majewski da University of Virginia, o cientista que lidera o projeto APOGEE. “Estas sessenta mil estrelas foram selecionadas por estarem em partes diferentes de nossa galáxia, desde nossa vizinhança quase despovoada até o centro envolto por poeira. Nossos espectros permitem-nos retirar as cortinas que fazem com que parte da Via Láctea nos seja oculta.”

Os novos espectros são os primeiros dados lançados pelo Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), um subprojeto do SDSS-III, que busca criar um censo abrangente da população estelar da Via Láctea. “O espectro estelar contém informações importantes para o conhecimento da estrela em si — ele nos indica detalhes fudamentais como a temperatura e tamanho da estrela e quais os elementos que estão em sua atmosfera”, disse Jon Holtzman da New Mexico State University, que liderou os esforços para preparar os dados do APOGEE para o Data Release 10. “Os espectros são uma das melhores ferramentas de que dispomos para aprender sobre as estrelas, é como ter a foto de uma pessoa em vez de apenas conhecer sua altura e peso”.

A questão de como a Via Láctea se formou tem sido objeto de especulação científica e debate já há centenas de anos. O mapa tridimensional do APOGEE fornecerá informações chaves para a solução de questões centrais sobre como a nossa Galáxia se formou e evoluiu ao longo dos muitos bilhões de anos de sua história. Nos cenários atualmente aceitos pela comunidade científica, a Via Láctea tem atualmente três partes principais: um bojo oblongo de alta densidade no centro, o disco achatado em que vivemos, e uma componente esférica de baixa densidade chamada de “halo” que se estende por centenas de milhares de anos-luz. “Estrelas nessas diferentes regiões têm idades e composições químicas distintas, o que significa que elas se formaram em momentos diferentes e sob condições diferentes ao longo da história da nossa Galáxia”, diz Gail Zasowski, uma pós-doutoranda da National Science Foundation, que trabalha na Ohio State University e quem liderou o esforço crítico para maximizar o potencial científico do APOGEE, selecionando a melhor amostra possível de estrelas. Se você olhar para o céu a partir de um local escuro, longe do brilho esmagador das luzes da cidade, a Via Láctea aparece como uma faixa luminosa no céu, entrecortada por cortinas escuras. Esta faixa é o disco e bojo de nossa galáxia, e as cortinas são formadas pela poeira que bloqueia a luz visível de partes mais distantes da Via Láctea. Devido a essa poeira, estudos anteriores de estrelas na Via Láctea eram limitados em sua capacidade de medir de forma consistente estrelas na direção do centro da nossa Galáxia. A solução buscada pelo APOGEE foi observar a luz infravermelha delas, que consegue atravessar com mais facilidade as nuvens de poeira. Esta capacidade de explorar regiões previamente escondidas da Galáxia permite ao APOGEE conduzir o primeiro estudo abrangente da Via Láctea, desde o centro ao halo. Observar dezenas de milhares de estrelas é uma tarefa demorada. Para conseguir seu objetivo de observar 100000 estrelas em apenas três anos, o instrumento APOGEE observa até 300 estrelas diferentes ao mesmo tempo usando cabos de fibra óptica ligados a uma grande placa de alumínio com furos alinhados à posição de cada estrela. A luz é levada através de cada fibra ao espectrógrafo APOGEE, onde uma rede prismática distribui a luz por comprimento de onda. “A grade é a primeira e maior de seu tipo já implantada em um instrumento astronômico”, disse John Wilson, da University of Virginia, que liderou a equipe de design do instrumento APOGEE. “Essa tecnologia é fundamental para o sucesso do APOGEE.” Espectros de estrelas da Apogee ajudarão a desvendar a história da nossa Galáxia, e a chave para isso é conhecer a composição química e o movimento das estrelas de cada região. Como os elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio são produzidos em estrelas e são disseminados pela Galáxia por explosões e ventos estelares, os astrônomos sabem que as estrelas que tenham mais desses elementos pesados devem ter-se formado mais recentemente, após gerações estelares anteriores terem tido tempo para criar esses elementos pesados. “Em descobrindo quais partes da Galáxia contêm estrelas mais velhas e quais contém estrelas mais jovens, e considerando essa informação em conjunto com o modo como as estrelas estão se movendo, podemos traçar uma história detalhada de como a Galaxia se formou, e como ela evoluiu para o que vemos hoje”, disse Peter Frinchaboy da Texas Christian University, que coordenou todas as observações do APOGEE. Os dados do APOGEE também fornecem um contexto rico para investigar uma ampla gama de questões sobre as próprias estrelas. Uma vez que o APOGEE observa cada estrela alvo várias vezes, ele pode identificar mudanças em seu espectro ao longo do tempo. Esta característica permitiu que a equipe do APOGEE descobrisse tipos incomuns de estrelas variáveis de curto período, identificasse quantas estrelas são realmente estrelas binárias com companheiros invisíveis e, até mesmo, detectasse movimentos estelares sutis causadas por exoplanetas em órbita.

O Data Release 10 também publica outros 685000 espectros de outro subprojeto do SDSS, o Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Esses novos espectros vêm de galáxias e quasares distantes, cuja luz corresponde à época quando o nosso universo era muito mais jovem, justamente quando a força misteriosa conhecida como “energia escura” começava a influenciar a expansão do universo. Os novos espectros coletados pelo BOSS e os espectros adicionais que o SDSS-III vai continuar a obter nos anos finais da pesquisa ajudarão os cientistas em sua busca para entender o que a energia escura possa ser. O SDSS-III é um levantamento de seis anos voltado para estrelas próximas, a Via Láctea e o cosmos distante. O telescópio de 2,5 metros de diâmetro da Sloan Foundation situado no Observatório Apache Point, no Novo México, conduz observações todas as noites que são usadas para alimentar ou o espectroscópico óptico do BOSS ou o espectroscópio infravermelho do APOGEE. “Temos lançado distribuições de dados desde 2001 e ainda não estamos perto de parar isso”, diz o porta-voz do SDSS-III Michael Wood-Vasey da University of Pittsburgh. “Acesso público aos dados sempre foi um objetivo central de nosso projeto, e estamos orgulhosos de continuar essa tradição hoje com esta nova distribuição rica em informação sobre nossa Galáxia”. Todos esses dados estão disponíveis, para pesquisadores e para o público geral, em SDSS-III A participação do Brasil no projeto é coordenada pelo Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia. O time brasileiro teve papel importante no desenho do experimento APOGEE ao prover a equipe internacional com simulações de populações estelares da Via Láctea, as quais permitiram a escolha das melhores posições do céu para apontar o instrumento, de modo a ter uma boa cobertura da Galáxia. Atualmente, os cientistas do LIneA participam do esforço de interpretação desses dados. Em breve estes dados estarão também disponíveis para cientistas e público em geral através do portal no Brasil no link a seguir SkyServer

Os dados lançados hoje incluem o espectro infravermelho dessas duas estrelas, apresentados no contexto da Via Láctea. O mapa mostra uma visão infravermelha da Via Láctea vista a partir da Terra. Círculos verdes indicam as áreas para as quais o Data Release 10 inclui dados espectroscópicos no infravermelho a partir do primeiro ano de observação do APOGEE. As caixas brancas mostram os espectros infravermelhos das duas estrelas observados pelo APOGEE; linhas vermelhas mostram onde essas estrelas se situam na Galáxia. Os dois espectros são de duas estrelas: uma está no bojo galáctico, que é rico em elementos mais pesados que o hidrogênio, e a outra está na periferia do disco galáctico, numa região pobre em elementos químicos.
Crédito: Peter Frinchaboy (Texas Christian University), Ricardo Schiavon (Liverpool John Moores University) e a colaboração SDSS-III. A imagem do céu no infravermelho foi obtida pelo 2MASS, IPAC/Caltech e University of Massachusetts.

 

Foto de quatro cientistas do SDSS-III a trabalhar no espectrógrafo APOGEE.

 

Da esquerda para a direita: Garrett Ebelke (Apache Point Observatory), Gail Zasowski (The Ohio State University), Steven Majewski (University of Virginia) e John Wilson (University of Virginia). Majewski na verdade encontra-se do outro lado da sala, ele aparece aqui como um reflexo em um espelho que estava sendo instalado no espectrógrafo. Crédito: Dan Long (Apache Point Observatory)

CONTATOS:

Luiz Nicolaci da Costa, Coordenador do “Grupo de Participação Brasileira do SDSS-III, Observatorio Nacional & Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia, Rio de Janeiro, RJ. ldacosta@linea.gov.br, (21)3504-9172, (21)3504-9165

Steven R. Majewski, University of Virginia, srm4n@virginia.edu, 1-434-924-4893

Jon Holtzman, New Mexico State University, holtz@nmsu.edu, 1-575-646-8181

Gail Zasowski, The Ohio State University, gail.zasowski@gmail.com, 1-614-292-3099

John Wilson, University of Virginia, jcw6z@virginia.edu, 434-924-4907

Michael Wood-Vasey, SDSS-III Spokesperson, University of Pittsburgh, wmwv@pitt.edu, 1-412-624-2751

Jordan Raddick, SDSS-III Public Information Officer, Johns Hopkins University, raddick@jhu.edu, 1-410-516-8889

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